钢材知识2简化版.docx

1、钢材知识2简化版上海展志实业集团有限责任公司钢材基础知识目 录一、 钢材及其分类1、 生铁的分类2、 铸铁的分类3、 钢的分类二、 钢材产品牌号与命名1、 钢铁牌号和命名2、 常用钢铁产品牌号的表示方法3、 钢铁及合金牌号统一数字代号体系（GB/T176161998）三、 钢铁材料的使用性能1、 物理性能2、 力学性能3、 化学性能4、 工艺性能四、 钢铁材料的热处理1、 钢铁材料的基本组织2、 钢铁材料的一般热处理五、 合金元素对钢的性能影响六、 钢铁产品有关术语1、 常用钢产品术语2、 钢材缺陷术语3、 钢材标准常用术语4、 钢材交货状态七、 钢材的标记1、 钢材标记代号（GB/T1557

2、51995）2、 钢材涂色标记八、 钢材理论质量计算公式九、 钢材的保管一、钢材及其分类炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。1、型钢类型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。2、钢板类是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板（厚度25mm）三种。钢带包括在钢板类内。3、钢管类是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆

3、管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。4、钢丝类钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。（一）、生铁的分类：钢铁材料通常是指铁碳合金，按含碳量的大小分类，含碳量(质量分数)大于2的为生铁，小于2的为钢，含碳量(质量分数)小于004的为工业纯铁。1 生铁的分类(见表11)表1-1生铁的分类分类方法分类名称说 明按用途分类炼钢生铁炼钢生铁是指用于平炉、转炉炼钢的生铁，一般含硅量较低(不大于1.75)，含硫量较高(不大于0.07)，质硬而脆，断口呈白色，也称白口铁铸

4、造生铁铸造生铁是指用于铸造各种生铁铸件的生铁，一般含硅量较高(达3.75)，含硫量稍低(不大于0.06)，断口呈灰色，也称灰口铁按化学成分分类普通生铁普通生铁是指不含其他合金元素的生铁，如炼钢生铁、铸造生铁均属此类特种生铁1)天然合金生铁用含有共生金属的铁矿石或精矿、用还原剂还原而制成的一种特殊生铁，可用来炼钢及铸造2)铁合金在炼铁时特意加入其他成分的元素，炼成含有多种合金元素的特种生铁，其品种较多，如锰铁、硅铁、铬铁等，是炼钢的原料之一，也可用于铸造注：成分含量皆指质量分数。（二）、铸铁的分类表1-2铸铁的分类分类方法分类名称说 明按断口颜色分灰铸铁这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状

5、石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中白口铸铁白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁麻口铸铁麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少应用按化学成分分普通铸铁是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等合金铸铁是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁按生产方法和组织性能分普通

6、灰铸铁参见“灰铸铁”铸铁这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多，组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件可锻铸铁可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高的韧性，又称韧性铸铁。它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸件球墨铸铁简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在机械工程上应用广泛特殊性能铸铁这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐

7、热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛（三）、钢的分类表1-3钢的分类分类方法分类名称说 明1按化学成分分(1)碳素钢碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同可分为：1)低碳钢含碳量wc0.252)中碳钢含碳量wc0.250.603)高碳钢含碳量wc0.60(2)合金钢为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为：1)低合金钢合金元素的总含量52)中合金钢合金元素的总含量5103)高合金钢合金元素的总含量102按冶炼设备分(1)转炉钢用转炉吹炼的

8、钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种(2)平炉钢用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性(3)电炉钢用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢3按浇注前脱氧程度分(1)沸腾钢属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板(2)镇静钢属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本

9、较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢(3)半镇静钢脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制目前产量较少4按钢的品质分(1)普通钢钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般O05，含磷量wP0.045，如碳素结构钢、低合金结构钢等(2)优质钢钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均0.04，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等(3)高级优质钢钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般O03，含磷量wP0.035，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以便识别5按钢的用途分(1)结构钢1)建筑及工程用结构钢简称建造用钢

10、，指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等2)机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等(2)工具钢一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢(3)特殊钢具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等(4)专业用钢这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等6按制造加工形式分(1)铸钢指

11、采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件(2)锻钢锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件(3)热轧钢指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材(4)冷轧钢指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管(5)冷拔

12、钢冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管表14非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值(GBT 133041991)按化学成份合金元素合金元素规定含量(质量分数)界限值()非合金钢低合金钢合金钢A1O10O10B000050O005BiO10O10CrO30O30O50O50C00.10O10CuO10O10O500.50Mn1001001.401.4MoO050.050.10O10NiO300.300.50O50Nb0.020.020.06O06P

13、b(O400.40SeO100.10SiO50O500.90O90TeO10O10TjO05O05O15O13WO100.10V0.04O04O12O12Zr0.050.050.120.12La系 (每一种元素)0.020.020.050.05其他规定元素(S、P、c、N除外)0.050.05注：La系元素含量，也可为混合稀土含量总量。表1-5合金钢的分类GBT 13304-1991)分类主要质量等级12345678优质合金钢特殊质量合金钢主要使用特性工程结构用钢其他工程结构用钢机械结构用钢(第4、6除外)不锈、耐蚀和耐热钢工具钢轴承钢特殊物理性能钢其他按其他特性对钢进一步分类11一般工程结构

14、用合金钢16电工用硅(铝)钢(无磁导率要求)21压力容器用合金钢(4类除外)3lMn(x)系钢4l马氏体型或42铁素体型411421 cr(x)系钢51合金工具钢511Cr(x)系钢6l高碳铬轴承钢71软磁钢(除16外)412422CrNi(x)系钢12合金钢筋钢32 SiMn(x)系钢512 Ni(x)、CrNi(x)系钢413423CrNo(X)CrCo(x)系钢17铁道用合金钢22热处理合金钢筋钢513 M0(x)、CrMo(x)系钢62渗碳轴承钢72永磁钢414424CrAI(x)CrSi(x)系钢13地质石油钻探用合金钢(23除外)23经热处理的地质、石油钻探用合金钢33cr(x)系

15、钢514 v(x)、CrV(x)系钢63不锈轴承钢73无磁钢415425其他515 w(x)、CrW(x)系钢34CrMo(x)系钢431441451CrNi(x)系钢74高电阻钢和合金432442452CrNiMo(x)系钢516其他64高温轴承钢43奥氏体型或44奥氏体一铁素体型或45沉淀硬化型52高速工具钢521WMo系钢35 CrNiMo(x)系钢433443453 CrNi+面或Nb钢24高锰钢522w系钢65无磁轴承钢434444454CrNiMo+Ti或Nb钢36Ni(x)系钢523Co系钢435445455CrNi+V、w、co钢37B(x)系钢436446 CrNiSi(x)

16、系钢437CrMnNi(x)系钢38其他438其他注：(x)表示该合金系列中还包括有其他合金元素，如cr(x)系，除Cr钢外，还包括CrMn钢等。二、钢铁产品牌号与命名1、钢铁牌号的命名（一）、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号1、日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成第一部分表示材质，如：S（Steel）表示钢，F（Ferrum）表示铁；第二部分表示不同的形状、种类、用途，如P(Plate)表示板，T（Tube）表示管，K(Kogu)表示工具；第三部分表示特征数字，一般为最低抗拉强度。如：SS400-第一个S表示钢(Steel)，第二个S表示结构（Structure），4

17、00为下限抗拉强度400MPa，整体表示抗拉强度为400MPa的普通结构钢。2、SPHC-首位S为钢Steel的缩写，P为板Plate的缩写，H为热Heat的缩写，C商业Commercial的缩写，整体表示一般用热轧钢板及钢带。3、SPHD-表示冲压用热轧钢板及钢带。4、SPHE-表示深冲用热轧钢板及钢带。5、SPCC-表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。其中第三个字母C为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时，在牌号末尾加T为SPCCT。6、SPCD-表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（13237）优质碳素结构钢。7、SPCE-表示深冲用冷轧碳素钢薄

18、板及钢带，相当于中国08AL（5213）深冲钢。需保证非时效性时，在牌号末尾加N为SPCEN。冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为A，标准调质为S，1/8硬为8，1/4硬为4，1/2硬为2，硬为1。表面加工代号：无光泽精轧为D，光亮精轧为B。如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工，要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。8、JIS机械结构用钢牌号表示方法为：S+含碳量+字母代号（C、CK），其中含碳量用中间值100表示，字母C：表示碳K：表示渗碳用钢。如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。（二）、我国及日本硅钢片牌号表示

19、方法1、中国牌号表示方法：（1）冷轧无取向硅钢带（片） 表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T 的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。如DW470-50表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示为50W470。（2）冷轧取向硅钢带（片）表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.7T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。有时铁损值后加G表示高磁感。如DQ133-30表示铁损值为1.33，厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表示为30Q133。（3）热轧硅钢板热轧硅钢板用

20、DR表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量2.8%）、高硅钢（含硅量2.8%）。表示方法：DR+铁损值（用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T时的单位重量铁损值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示铁损值为5.1，厚度为0.5mm的热轧硅钢板。家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用JDR+铁损值+厚度值来表示，如JDR540-50。2、日本牌号表示方法：（1）冷轧无取向硅钢带 由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为4.7的冷轧无取向硅

21、钢带。（2）冷轧取向硅钢带 由公称厚度（扩大100倍的值）+代号G：表示普通材料，P：表示高取 向性材料+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值）。如30G130表示厚度为0.3mm，铁损保证值为1.3的冷轧取向硅钢带。（三）、宝钢1550冷轧产品牌号命名方法一）冲压用冷连轧钢带牌号命名方法1、一般冲压用钢：BLCB宝钢（BAOSTEEL）缩写；L低碳（LowCarbon）； C一般用（Commercial）2、抗时效性低屈服钢：BLDB宝钢（BAOSTEEL）缩写；L低碳（LowCarbon）；D冲压用（Drawing）3、非时效性极深冲用钢：BUFD

22、（BUSD）B宝钢（BAOSTEEL）缩写；U超级（Ultra）；F成型（Formability）；D冲压（Drawing）4、非时效性超深冲用钢：BSUFDB宝钢（BAOSTEEL）缩写；SU超高级（Ultra+Super）；F成型（Formability）；D冲压（Drawing） 二）冷成型用高强度冷连轧钢带牌号命名方法B B宝钢（BAOSTEEL）缩写；最小屈服点值；一般用V、X、Y、Z表示V：高强度低合金，屈服点与抗拉强度差值无规定X：V中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别70MPaY：V中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别100MPaZ：V中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别140MPa

23、氧化物/硫化物夹杂控制（K：镇静、细晶粒；F：K+硫化物控制；O：K、F外）例：B240ZK、B340VK 三）抗凹陷性冷连轧钢带牌号命名方法BB宝钢（BAOSTEEL）缩写最小屈服点值强化方式（P：强化；H：烘烤硬化）由1或2表示（1：超低碳；2：低碳）例：B210P1：深冲压用高强度钢；B250P2：一般加工用含磷高强度钢；B180H1：深冲 用烘烤硬化钢。2、常用钢铁产品牌号的表示方法表1-6 钢铁材料的名称、用途、特性和工艺方法命名符号（GB/T221-1979）名 称采用的汉字及其汉语拼音采用符号字体位置汉字汉语拼音碱性平炉炼钢用生铁平PINGP大写牌号头顶吹氧气转炉炼钢用生铁顶DI

24、NGD大写牌号头碱性空气转炉炼钢用生铁碱J1ANJ大写牌号头铸造用生铁铸ZHUZ大写牌号头冷铸车轮用生铁冷LENGL大写牌号头球墨铸铁用生铁球QINQ大写牌号头金属锰、金属铬金JINJ大写牌号头氧化钼块氧YANGY大写牌号头普通碳素结构钢Q大写牌号头优质碳素结构钢_碳素工具钢T大写牌号头氧气转炉(普通碳素钢用)氧YANGY大写牌号中碱性空气转炉(普通碳素钢用)碱JIANJ大写牌号中易切削钢易YIY大写牌号头电工用热轧硅钢电热DIAN REDR大写牌号头电工用冷轧无取向硅钢电无DIAN WUDW大写牌号头电工用冷轧取向硅钢电取DIAN QUDQ大写牌号头电工用纯铁电铁D1AN TIEDT大写牌号

25、头碳素工具钢碳TANT大写牌号头滚珠轴承钢滚GUNG大写牌号头焊接用钢焊HANH大写牌号头钢轨钢轨GUIU大写牌号头铆螺钢铆螺MAO LUOML大写牌号头锚链钢锚MAOM大写牌号头地质钻探钢管用钢地质DI ZHIDZ大写牌号头船用钢船CHUANC大写牌号尾汽车大梁用钢梁LIANGL大写牌号尾矿用钢矿KUANGK大写牌号尾碱性平炉炼钢用生铁平PINGP大写牌号头压力容器用钢容RONGR大写牌号尾多层式高压容器用钢高层GAO CENCgC小、大写牌号尾桥梁钢桥QIAOq小写牌号尾锅炉钢锅GUOg小写牌号尾耐蚀合金耐蚀NAI SHINS大写牌号头精密合金精JINGJ大写牌号中变形高温合金高合GAO

26、HEGH大写牌号头铸造高温合金高合GAO HEK大写牌号头铸钢铸钢ZHU GANGZG大写牌号头轧辊用铸钢铸辊ZHU GUNZU大写牌号头灰铸铁灰铁HUI TIEHT大写牌号头球墨铸铁球铁QIU TIEQT大写牌号头可锻铸铁可铁KE TIEKT大写牌号头耐热铸铁热铁RE TIERT大写牌号头粉末及粉末材料粉FENF大写牌号头沸腾钢沸FEIF大写牌号尾半镇静钢半BANb小写牌号尾高 级高GAOA大写牌号尾特 级特TEE大写牌号尾超 级超CHAOC大写牌号尾按照GBT 7171982炼钢用生铁的规定，统一采用汉语拼音字母“L”，(“L”为“炼”字汉语拼音第一个字母)为命名符号。根据GB700-88修改。根据GB699-88修改。根据GBl298-86修改。表1-7生铁牌号的表示方法产品名称牌号举例表示方法说明铸造用生铁炼钢用生铁球墨铸铁用生铁铸造用磷铜钛低合金耐磨铸铁Z14，Z30L04，L10QlO，Q16NM